本文關(guān)鍵詞：基于Wi-Fi指紋的室內(nèi)定位方法研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 室內(nèi)定位 Wi-Fi指紋 慣性導(dǎo)航 指紋庫維護(hù) 定位算法 眾包 Android平臺(tái)

【摘要】：隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)基于無線的定位服務(wù)需求越來越大。傳統(tǒng)的定位方式中GPS應(yīng)用廣泛,能夠?qū)κ彝鈭?chǎng)景下的定位提供解決方案,但GPS在建筑物遮蔽嚴(yán)重的場(chǎng)景下無法完成定位,所以室內(nèi)定位問題在近年來成為一個(gè)越來越熱門的研究方向。在此背景下,基于Wi-Fi指紋的室內(nèi)定位技術(shù)由于Wi-Fi基礎(chǔ)設(shè)施和Wi-Fi設(shè)備的普及,成為最有潛力的室內(nèi)定位解決方案之一。本文提出一種Wi-Fi指紋定位和慣性導(dǎo)航結(jié)合的室內(nèi)定位方案,該方案以被動(dòng)和主動(dòng)兩種方法實(shí)現(xiàn)指紋庫的維護(hù)更新,采用Wi-Fi指紋定位結(jié)果和慣性導(dǎo)航結(jié)果融合的定位算法,基于該方案在Android手機(jī)終端開發(fā)了室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)。本文提出的被動(dòng)維護(hù)指紋庫方案中,主要使用了航跡推算方法,該方法通過步態(tài)檢測(cè)技術(shù),判定用戶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否為靜止,若為靜止則系統(tǒng)自動(dòng)上傳Wi-Fi指紋;在主動(dòng)維護(hù)指紋庫方案中,系統(tǒng)允許用戶對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和修正,使得用戶在享受定位結(jié)果的同時(shí)參與到指紋庫的維護(hù)更新中,系統(tǒng)特別針對(duì)用戶的錯(cuò)誤修正提出了基于聚類的錯(cuò)誤檢測(cè)方法,能有效避免指紋庫被錯(cuò)誤指紋污染。針對(duì)航跡推算法的累積誤差問題,系統(tǒng)通過跟蹤用戶的運(yùn)動(dòng)軌跡,實(shí)時(shí)檢測(cè)用戶離開房間的行為,并以房間門口坐標(biāo)為新的起點(diǎn),采用Wi-Fi指紋定位結(jié)果和慣性導(dǎo)航結(jié)果融合的定位算法得到最終定位結(jié)果。本文在真實(shí)室內(nèi)環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了一系列測(cè)試。首先,我們通過實(shí)驗(yàn)找到了當(dāng)前場(chǎng)景下DBSCAN聚類算法的最優(yōu)參數(shù),能權(quán)衡定位的檢測(cè)概率和虛警概率,從而控制虛警概率低于15%的情況下,檢測(cè)概率可以達(dá)到80%。其次,考慮到設(shè)備本身的差異性導(dǎo)致的同一地點(diǎn)不同設(shè)備接收到的Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度不同,本文采用了取信號(hào)強(qiáng)度差值的方法來消除誤差。第三,通過引入步態(tài)檢測(cè)方法,在統(tǒng)計(jì)用戶所走步數(shù)時(shí),計(jì)步的準(zhǔn)確度在95%以上。在運(yùn)動(dòng)情況下,指紋定位加入慣性導(dǎo)航并結(jié)合軌跡更正后得到的定位軌跡相比單純使用指紋定位算法的軌跡更接近真實(shí)行人軌跡。以上實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于Wi-Fi指紋定位和慣性導(dǎo)航的定位系統(tǒng)的可行性和系統(tǒng)定位性能的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：室內(nèi)定位 Wi-Fi指紋 慣性導(dǎo)航 指紋庫維護(hù) 定位算法 眾包 Android平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 室內(nèi)定位方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 單純基于Wi-Fi的定位方法研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 結(jié)合Wi-Fi定位的混合定位方法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 指紋庫建立和維護(hù)方法18-30
• 2.1 指紋庫建立方法19-20
• 2.2 指紋庫維護(hù)方法——被動(dòng)更新20-25
• 2.2.1 連續(xù)積分方法21-22
• 2.2.2 航跡推算方法22-23
• 2.2.3 被動(dòng)更新指紋庫方法設(shè)計(jì)23-25
• 2.3 指紋庫維護(hù)方法——主動(dòng)更新25-28
• 2.4 對(duì)于兩種指紋庫維護(hù)方法的討論28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 定位算法30-34
• 3.1 純Wi-Fi定位算法30-31
• 3.2 慣性導(dǎo)航定位算法31-32
• 3.3 混合定位算法32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34-41
• 4.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)34-35
• 4.2 終端開發(fā)環(huán)境35-36
• 4.2.1 開發(fā)環(huán)境35-36
• 4.2.2 運(yùn)行環(huán)境36
• 4.3 核心功能模塊實(shí)現(xiàn)36-40
• 4.3.1 Wi-Fi收集模塊36-37
• 4.3.2 步態(tài)檢測(cè)模塊37-39
• 4.3.3 定位模塊39-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第五章 系統(tǒng)測(cè)試及性能分析41-52
• 5.1 測(cè)試環(huán)境41
• 5.2 聚類參數(shù)選取41-42
• 5.3 設(shè)備差異的影響42-44
• 5.4 性能評(píng)估44-51
• 5.4.1 計(jì)步算法效果測(cè)試44-46
• 5.4.2 航跡推算與軌跡校正效果測(cè)試46-49
• 5.4.3 更新指紋庫效果測(cè)試49-50
• 5.4.4 與無條件更新指紋庫的方法比較50-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 第六章 結(jié)論與展望52-53
• 6.1 結(jié)論52
• 6.2 展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 致謝56-57
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果57

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本文編號(hào)：563732